Accumulare energia: efficienza, risparmi e sostenibilità

Grazie ai sistemi di accumulo di energia a batterie (BESS), consumatori, industrie e intere città diventano gli attori principali della transizione energetica a basse emissioni, facilitando il passaggio alle fonti rinnovabili, diminuendo i consumi d'energia e ottenendo risparmi sui costi.

Battery Energy Storage Systems lead to energy efficiency and sustainability

Se oggi possiamo godere di piaceri della vita quali vedere un film nel tragitto casa- lavoro, guidare senza emettere gas serra e persino pianificare dei viaggi nello spazio, lo dobbiamo essenzialmente a queste persone: Akira Yoshino, Stanley Whittingham e John Goodenough.

I tre hanno ricevuto il premio Nobel 2019 per la chimica “per lo sviluppo delle batterie agli ioni di litio”. Un simile riconoscimento è stato definito “pop” da alcuni commentatori, perché questo trio di scienziati è di fatto il responsabile della rivoluzione in corso nelle nostre vite quotidiane.

Proviamo a raccogliere i nostri pensieri per un attimo: quante delle nostre faccende quotidiane potremmo sbrigare senza batterie?

I dispositivi di stoccaggio dell'energia sono ormai dei componenti fondamentali di un numero crescente di marchingegni contemporanei e di molto altro ancora.

Dagli smartphone alle città intelligenti, un passo breve

Gli elementi che hanno reso lo smartphone un dispositivo così fondamentale sono gli stessi alla base delle città intelligenti e dell'Industria 4.0, i paradigmi di un nuovo programma di sviluppo sostenibile.

Grazie ai progressi della tecnologia, gli odierni smartphone sono anche televisori, libri, agende, cardiofrequenzimetri e persino... telefoni. È l'elettricità che alimenta tutte queste fantastiche funzioni, ma senza batterie saremmo sempre confinati vicino a una presa elettrica.

Lo stesso vale per città, aziende e fabbriche. Gli scienziati e gli ingegneri stanno già sviluppando strumenti che destinati a migliorare la produzione industriale, la mobilità, i livelli di comfort nelle abitazioni, e persino istruzione e cure sanitarie. L'elettricità è la linfa vitale di ciascuno di questi sistemi. Senza batterie, tuttavia, non potremmo farli funzionare in un modo efficace e durevole, e ci sarebbero sprechi di energia, maggiori costi e danni all'ambiente.

La combinazione tecnologia - elettricità ha proprio nelle batterie il suo punto di contatto, poiché sono i dispositivi tecnologici a immagazzinare l’energia. A uno sguardo distratto le batterie appaiono qualcosa di marginale, come il trattino tra due termini, ma in realtà svolgono un ruolo essenziale nella creazione di un nuovo modello di sviluppo sostenibile.

Sistemi di stoccaggio: le batterie alimentano il futuro

Come può una batteria - uno strumento che si basa su chimica ed elettronica - contrastare il cambiamento climatico, sostenere lo sviluppo di fonti rinnovabili, agire per la decarbonizzazione dell'economia e persino garantire costi più bassi a imprese e famiglie?

La risposta sta nei cosiddetti sistemi di accumulo di energia a batteria (BESS), delle piattaforme che abbinano alla capacità di stoccaggio dell’energia delle batterie - a oggi quelle agli ioni di litio sono la tecnologia più avanzata - la potenza dei software, e permettono così una gestione avanzata del consumo energetico sfruttando soluzioni data-driven, intelligenza artificiale e machine learning.

Il principio operativo è piuttosto semplice: le batterie ricevono elettricità, dalla rete elettrica o direttamente dalla centrale, e in seguito la stoccano, per poi rilasciarla quando è più conveniente, mentre il software gestisce i cicli di carica e scarica in base alle necessità e alla disponibilità in tempo reale.

Per molto tempo l'idea di accumulare riserve di energia come modalità per gestirne al meglio l'utilizzo, usandola solo quando davvero necessario, era considerata inverosimile. L'innovazione costante e la capacità di elaborazione incarnata dai tre vincitori del Nobel hanno invece preparato il terreno per l'affermazione di sistemi all'avanguardia come i BESS.

Più rinnovabili, meno consumo, maggiore efficienza

I BESS rendono possibile un'ampia gamma di soluzioni per un uso dell'energia sostenibile ed efficiente che garantisce benefici economici e ambientali.

Oggi la produzione di energia rinnovabile non è più legata alla disponibilità immediata di sole e vento, perché può essere gestita in maniera efficiente: usando l'energia generata nelle ore di basso consumo - ad esempio di notte - e stoccandola quando le fonti rinnovabili sono disponibili ma la domanda di energia è ridotta. In questo modo diventa possibile aumentare la penetrazione delle fonti rinnovabili nella rete elettrica, rimuovendo gli ostacoli legati alla generazione intermittente di energia rinnovabile.

I sistemi di stoccaggio possono servire anche alla gestione del consumo energetico di famiglie, interi quartieri, piccole aziende e grandi fabbriche. Accumulando l’energia in base alle specifiche necessità e rilasciandola solo quando davvero necessario, lo spreco, la dispersione e i costi dell'energia sono destinati a calare inesorabilmente.

Per le aziende i BESS rappresentano la chiave per una trasformazione realmente sostenibile: lo stoccaggio, insieme alla gestione dei flussi di energia e dei livelli di consumo, garantisce loro la possibilità di conciliare in maniera efficace risparmi, efficienza, flessibilità e resilienza.

Anche le reti elettriche si preparano a diventare sistemi intelligenti grazie alla diffusione delle tecnologie di stoccaggio: la capacità di accumulare l’energia e di rilasciarla in seguito - a seconda dei bisogni specifici - rappresenta il modo migliore per equilibrare offerta e domanda e integrare i piccoli produttori privati nella rete, garantendo al contempo una generale efficienza della maniera in cui l'elettricità viene consumata.

Ci sono voluti solo pochi anni perché le batterie aprissero la strada alla rivoluzione degli smartphone che ha portato nella disponibilità di tutti noi un grandissimo numero di soluzioni hi-tech. Oggi proprio le batterie sono al centro di un sistema che sta rendendo possibile un’analoga pionieristica rivoluzione, ma stavolta su scala molto più ampia e globale, dal momento che a trarne beneficio saranno le nostre case, le nostre città, le nostre aziende.

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